कार्ट्रिज हीटर की दीर्घायु पर थर्मल साइक्लिंग का प्रभाव

एक कार्ट्रिज हीटर जो हर समय एक समान तापमान पर रहता है वह वर्षों तक चल सकता है। वही हीटर कुछ महीनों में खराब हो सकता है यदि इसका उपयोग ऐसे एप्लिकेशन में किया जाता है जो बार-बार चालू और बंद होता है। इस विसंगति के बारे में कोई अस्पष्टता नहीं है। ऐसा तब होता है जब हीटर बार-बार गर्म होता है और बार-बार ठंडा होता है, जिसे थर्मल साइक्लिंग कहा जाता है। यह जानने से कि थर्मल साइक्लिंग कार्ट्रिज हीटरों को कैसे प्रभावित करती है, आपको यह समझने में मदद मिलेगी कि क्यों कुछ हीटरों का उपयोग दूसरों की तुलना में अधिक कठोर होता है और उन्हें लंबे समय तक कैसे चलाया जाए।

गर्म होने पर कार्ट्रिज हीटर का प्रत्येक भाग बड़ा हो जाता है। धातु आवरण, मैग्नीशियम ऑक्साइड इन्सुलेटर और प्रतिरोध तार सभी बड़े हो जाते हैं। हीटर के ठंडा होने पर ये सभी हिस्से छोटे हो जाते हैं। यह वृद्धि और सिकुड़न हर बार होती है। भीतर के हिस्से हजारों चक्रों के बाद गति कर सकते हैं। प्रतिरोध तार एमजीओ के अंदर थोड़ा सा खिसक सकता है। एमजीओ में ही सूक्ष्म दरारें बन सकती हैं। तार का वह सिरा जो लीड से जुड़ता है, हर बार चक्र के दौरान यांत्रिक तनाव से गुजरता है।

कई चीजें प्रभावित करती हैं कि थर्मल साइक्लिंग क्षति कितनी खराब है। तापमान में बदलाव सबसे अहम है. एक हीटर जो 50 डिग्री से 200 डिग्री तक जाता है और फिर वापस आ जाता है उस पर उस हीटर की तुलना में कम दबाव पड़ता है जो 50 डिग्री से 500 डिग्री तक जाता है और फिर वापस आ जाता है। तापमान जितना अधिक बदलता है, चीजें उतनी ही अधिक फैलती और सिकुड़ती हैं। चक्र की गति भी महत्वपूर्ण है। एक हीटर जो तेजी से गर्म होता है और जल्दी ठंडा हो जाता है, उस पर उस हीटर की तुलना में अधिक तनाव होता है जो तापमान को धीरे-धीरे बदलता है। सीलिंग बार, जो सेकंडों में गर्म और ठंडी हो जाती हैं, सबसे अधिक मांग वाले उपयोगों में से एक हैं।

हीटर थर्मल साइक्लिंग को कितने प्रभावी ढंग से संभाल सकता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि इसे कैसे बनाया गया था। कसकर पैक किए गए मैग्नीशियम ऑक्साइड वाले हीटरों में ढीले पैक वाले इन्सुलेशन वाले हीटरों की तुलना में कम आंतरिक गति होती है। संघनन प्रतिरोध तार को यथास्थान रखता है ताकि हीटर के फैलने और सिकुड़ने पर वह हिले नहीं। जिन हीटरों में आंतरिक समर्थन प्रणाली होती है, जैसे सिरेमिक स्पेसर या सेंटर रॉड, वे अधिक स्थिर होते हैं। अंत की गुणवत्ता भी उतनी ही महत्वपूर्ण है। निर्माण में स्वेज्ड, जहां हीटर के अंदर लीड को सील कर दिया जाता है, थर्मल साइक्लिंग के लिए क्रिम्प्ड की तुलना में बेहतर काम करता है, निर्माण में, जहां समापन बाहर होता है।

हीटर को स्थापित करने का तरीका थर्मल साइक्लिंग को प्रभावित करता है। एक हीटर जो अपनी गुहा में स्वतंत्र रूप से फैल और सिकुड़ सकता है, उसमें इस तरह से सीमित हीटर की तुलना में कम आंतरिक तनाव होता है। यदि हीटर किसी अंधी गुहा के नीचे से टकराता है या सीसे के सिरे पर कसकर जकड़ा हुआ है, तो विस्तार बल कहीं नहीं जाता है। हीटर को उस तनाव को झेलना पड़ता है, जो एमजीओ को तोड़ सकता है या प्रतिरोध तार को खराब कर सकता है। टिप पर विस्तार के लिए एक छोटा सा गैप छोड़कर और एक माउंटिंग का उपयोग करके इस तनाव को कम किया जाता है, जिससे लीड का सिरा थोड़ा हिल जाता है।

यदि आपको ऐसे हीटर का उपयोग करने की आवश्यकता है जिसका उपयोग अक्सर थर्मल साइक्लिंग के लिए किया जाएगा, तो आपको ऐसा हीटर चुनना होगा जो चक्रीय कर्तव्य के लिए बनाया गया हो। इसमें मजबूत आंतरिक संरचना वाला हीटर चुनना, एक ऐसी म्यान सामग्री चुनना शामिल है जो तापमान में उतार-चढ़ाव होने पर भी मजबूत रहती है, और एक समाप्ति जो दोहराव वाले तनाव को संभाल सकती है। जब तापमान चक्र की बात आती है, तो Incoloy® शीथ अक्सर नियमित स्टेनलेस स्टील से बेहतर होते हैं क्योंकि वे अपने यांत्रिक गुणों को बेहतर रखते हैं। निर्माण में स्वैज्ड में निकेल लीड, क्रिम्प्ड डिजाइन में पारंपरिक लीड की तुलना में बार-बार होने वाली गतिविधि को संभालने में बेहतर होते हैं।

थर्मल साइक्लिंग सबसे आम कारणों में से एक है जिसके कारण हीटर समय से पहले ही खराब हो जाते हैं। क्षति समय के साथ बढ़ती जाती है और आमतौर पर तब तक ध्यान देने योग्य नहीं होती जब तक हीटर खराब न हो जाए। हजारों बार इस्तेमाल किया जा चुका हीटर बाहर से बहुत अच्छा लग सकता है, लेकिन एमजीओ टूट गया है, तार हिल गया है और टर्मिनेशन कमजोर हो गया है। जब कुछ भी गलत होता है, तो अक्सर ऐसा लगता है कि यह सब एक ही बार में हुआ है। लेकिन प्रक्रिया पहले चक्र से शुरू हुई। यह कैसे काम करता है यह जानने से आप ऐसे हीटर और डिज़ाइन इंस्टॉलेशन चुन सकते हैं जो थर्मल साइक्लिंग के प्रभाव को कम करते हैं, जो उन्हें सबसे अधिक मांग वाले चक्र अनुप्रयोगों में भी लंबे समय तक चलने दे सकता है।